不復位MCU直接調(diào)試運行程序，讓bug聞風喪膽

新用戶0118F7lQ 2022-05-13

展開全文

調(diào)試窘境

經(jīng)常有朋友在開發(fā)中遇到這樣的窘境，當單片機程序運行異常以后，由于調(diào)試信息做得并不是很全面，導致相應的問題場景非常難分析。

當時的你肯定會嘆息道:'要是我一直插著仿真器就好了，這個bug還不是分分鐘的事~'，每個人都想有顆“后悔藥”可吃，然而遇到這種場景也并非絕路。

主要是因為大部分朋友插上仿真器以后，調(diào)試器在啟動時會發(fā)出硬件重置信號，應用程序當前的狀態(tài)都會丟失，包括內(nèi)存變量、狀態(tài)等等，對于一些長時間的偶發(fā)故障調(diào)試更不太友好。

此時此刻有一種調(diào)試需求是朋友們非常想要的：一旦程序出了問題，我只需要插上仿真器，目標硬件不會復位，而是與我當前所調(diào)試的程序同步，類似于仿真程序的時候的“全速運行”，然而通過添加斷點，便可查看程序具體的運行狀態(tài)，內(nèi)存等等信息，讓bug聞風喪膽。

很多朋友可能也只是想想，畢竟大家都比較專注程序中的應用邏輯，而忽略了調(diào)試器這塊的功能研究，自己就定義這種調(diào)試方式比較難吧或者沒有這種功能而不了了之。

大家調(diào)試的需求也是一種用戶需求，相應工具的開發(fā)廠家會根據(jù)相應的需求進行開發(fā)，所以該功能在大部分主流的開發(fā)工具中都已具備，下面我們就驗證一下這個功能的可行性：

配置過程

軟硬件環(huán)境：

IDE版本: Keil V5.36.0.0 (IAR等主流IDE工具均可)

調(diào)試工具版本: jlinkV9 (目前主流調(diào)試器基本都已具備)

MCU型號：STM32F429

展示方法：

直接采用全局變量進行累加然后進行串口輸出，如果重新連接目標平臺，串口輸出的全局變量還是順著之前的計數(shù)進行累計，便可以證明MCU沒有復位而是從程序運行處開始仿真。

代碼實例如下：

1#include 'led.h'
2#include 'delay.h'
3#include 'key.h'
4#include 'sys.h'
5#include 'usart.h'
6
7uint32_t Cnt = 0;
8
9/******************************
10*** Function：測試程序
11*** Author ：公眾號:最后一個bug
12******************************/
13
14int main(void)
15{
16
17    u16 times=0;
18    delay_init();
19    NVIC_Configuration();
20    uart_init(9600);
21    while(1)
22    {
23        times++;
24        if(times%30==0)
25        {
26            printf('golobal data :\r\n',Cnt++);
27        }
28        delay_ms(10);
29    }
30}

步驟如下：

1、首先編譯好工程，把將要實驗的程序完整的燒錄一次，必須要保證MCU中正在運行的程序與所要仿真的工程同步，這樣調(diào)試器通過調(diào)試接口獲取的程序運行位置信息才能與工程代碼中的位置一一對應。

2、去掉啟動時加載應用程序，并加入Loader.ini文件，主要用于加載已經(jīng)編譯生成的.axf文件到Keil中，從而進行調(diào)試。

可能你該問了.axf文件是什么？

其實axf全稱為:ARM Executable File，該文件包含bin代碼和大量的調(diào)試信息，這些調(diào)試信息可以被調(diào)試器使用，從而定位到我們的C代碼。

3、在調(diào)試器Setting選項中，去掉'Reset after Connect'，為了調(diào)試器鏈接以后不進行復位動作，從而破壞現(xiàn)場。

4、接下來Update Target Before Debugging選擇需要去掉，直接調(diào)試運行目標不需要勾選，也就不會更新Flash。

驗證結(jié)果

直接在全局變量打印輸出的地方放置斷點，程序運行到斷點處正常停止。

然后我們看一下輸出的串口信息數(shù)據(jù)是否連續(xù),如果打印的數(shù)據(jù)連續(xù)說明程序沒有復位，接著反正前正在運行的程序往下執(zhí)行。

通過串口接收數(shù)據(jù)時間戳可以區(qū)分斷點和調(diào)試運行數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)都是連續(xù)的，說明此調(diào)試過程在無需硬件重置即可連接到正在運行的目標。

思考

以前我了解到很多朋友覺得仿真程序是把運行程序通過加工調(diào)試信息，然后全部下載到MCU，然后進行仿真調(diào)試。

這種想法在目前的在線調(diào)試中是不太正確的，只需要知道程序運行到哪里，并且查看內(nèi)部信息、控制程序的運行等，便可以反推定位程序當前所運行的位置和狀態(tài)，這也是本文開頭的前提條件，燒錄到Flash上的固件與你即將要仿真的代碼工程要保持同步，否則接下來的調(diào)試當然就是牛頭不對馬嘴。

仿真并不是什么神秘的東西，你可以認為就是與MCU內(nèi)部仿真模塊進行通信，從而完成調(diào)試信息的交互和控制。

最后

好了，今天就跟大家分享這么多了，如果你覺得有所收獲，一定記得點個贊~